Power Supply Systems of Drilling Rigs with an Ensemble of Odd-Fold Current Harmonics in a Single-Reactor Compensating Device of a Twelve-Phase Rectifier Unit
Abstract
The subject of this work is power supply systems (PSS) of drilling rigs of an oil-and-gas extracting complex with a frequent electrical drive of basic equipment and a general diode rectifier unit. The requirements for these systems are formulated. It is suggested to use principles applied in FACTS while building such PSS. To this end for compensating longitudinal inductive reactance of systems advisability of using symmetric compensated rectifier units as a general rectifier is shown. A variant of such unit with an ensemble of odd-fold current harmonics in a single-reactor compensating device is suggested. Some work characteristics of the unit are explained on the basis of electromagnetic process analysis. Voltage control methods in PSS are considered. It is shown that with a relatively short distance of drilling rigs from a decreasing substation for voltage control autotransformer control can be used either in the beginning of the power transmission line or in its cutting. For super-distance drilling rigs it is necessary to use either electronic vector control in the beginning of a power transmission line or autotransformer control in the beginning and in the end of the line. Scheme decisions of PSS and the results of constructive and design development of a compensating device reactor of a rectifier unit are given.
Keywords: power supply system, drilling rig, ensemble of odd-fold current harmonics, reactor, compensating device, twelve-phase rectifier unit, constructive decision, design.
References
Частотно-регулируемый электропривод буровых установок БУ-4200/250 / Б.И. Абрамов и др. // Электротехника. – 2009. – № 1. – С. 8–13.
Кочкин, В.И. Традиционные и новые технологии управления режимами работы электрических сетей на основе устройств силовой электроники / В.И. Кочкин // Электротехника. – 2009. – № 6. – С. 3–14.
Пат. 2400917 Российская Федерация. Компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии / Ю.И. Хохлов, М.Ю. Федорова, С.А. Чупин // Бюл. изобр. – 2010. – № 27.
Технические решения и дизайн современной компенсированной преобразовательной подстанции нефтегазодобывающего комплекса / Ю.И. Хохлов, М.Ю. Федорова, Ф.Ф. Бахтиев, С.А. Чупин // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. – 2009. – Вып. 11. – № 15 . – С. 4–9.
Федорова, М.Ю. Повышение энергоэффективности и разработка дизайна систем электроснабжения удаленных буровых установок нефтегазодобывающего комплекса / М.Ю. Федорова, Ю.И. Хохлов, А.В. Хлопова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2012. – Вып. 17. – № 16. – С. 42–46.
Схемные, конструкторские и дизайнерские решения компенсированной системы электроснабжения сверхудаленных буровых установок с существенной величиной прочей нагрузки / Ю.И. Хохлов, М.Ю. Федорова, С.Г. Шабиев, А.А. Майер // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2012. – Вып. 18. – № 37. – С. 6–11.
Пат. 1124414 Российская Федерация. Компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное / Ю.И. Хохлов // Бюл. изобр. – 1984. – № 42.
Khokhlov, Yu.I. Electromagnetic compatibility of «The supply network – semi-conductor converter system – load» complexes / Yu.I. Khokhlov // Proceedings of international conference on electromagnetic compatibility ICEMC’ 95 KUL. Kuala Lumpur. – 1995. – P. 197–199.
Khokhlov, Yu.I. Stochastic electromagnetic processes of the complex «Power system – compensated rectifiers – random load» / Yu.I. Khokhlov, D.N. Nikulin, E.V. Sherruble // Fourth International Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical systems. – Szczecin, 1999. – V. 3. – P. 1085–1088.
Хохлов, Ю.И. Методика расчета и направления разработки дизайна компенсированного выпрямительного агрегата для системы электроснабжения буровой установки нефтегазодобывающего комплекса / Ю.И. Хохлов, М.Ю. Федорова, С.Г. Шабиев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2010. – Вып. 13. – № 14. – С. 4–10.
Федорова, М.Ю. MATLAB-моделирование как средство разработки исходной информации для конструирования и дизайна компенсированной системы электроснабжения буровой установки / М.Ю. Федорова// Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2011. – Вып. 15. – № 15. – С. 36–39.
